化学机械抛光(CMP)是半导体制造中实现晶圆全局平坦化的核心工艺,通过化学腐蚀与机械研磨的协同作用,确保各层结构的高精度对接。以下是关键信息整合:
一、核心原理
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化学-机械协同作用
抛光液中的化学成分与晶圆表面材料发生反应,软化或腐蚀目标材料,再通过抛光垫的机械摩擦去除。这种双重作用可高效去除微米/纳米级不平整,实现原子级平整。
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动态控制与高精度
采用终点检测系统实时监测膜层厚度,精度可达3~10纳米,防止过抛。抛光头支持分区施压,可针对不同区域调整压力,确保均匀性。
二、主要应用场景
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前道工艺
用于薄膜沉积后、光刻前的表面平坦化,确保各层结构良好接触,提升光刻精度和芯片性能。
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后段工艺
涉及封装中的先进封装工序,如金属互连层(CuBs)、接触孔钨(W)等关键结构的平坦化。
三、技术优势
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全局平坦化 :唯一能实现整个晶圆均匀平整的工艺,满足微纳尺度制造需求。
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材料兼容性 :可处理硅、金属、化合物半导体等多种材料。
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高效率与成熟度 :设备产出效率高,技术成熟且被全球晶圆厂广泛采用。
四、行业现状
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设备与耗材垄断 :高端CMP机台及抛光液、抛光垫等关键耗材主要由国外供应商垄断。
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技术迭代 :持续优化以提高精度和稳定性,适应更小制程(如5nm及以下)的集成电路制造。